اعداد الدكتور: ابراهيم محمد حبقه- سوريا
البكتريا كائنات حية لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، وتنمو بصورة كبيرة نتيجة للظروف البيئية المناسبة ،ولديها القدرة على أحداث الأمراض وتزداد خطورتها كلما أزداد معدل انتشارها ، كما ويمكن لبعض أنواعها مثل السالمونيلا والبروسيلا ان تنتقل للانسان وتسبب مشاكل صحيه . لا يوجد مصدر من مصادر الغذاء ليس به بكتريا حتى مياه الشرب قابلة للاصابة بالبكتريا ، والمضادات الحيوية ظهرت منذ القدم لعلاج البكتريا وكان أولها البنسلين الذى يستخدم إما لقتل البكتريا أو لوقف نموها ،ولكن بعض أنواع البكتريا لديها القدرة على مقاومة المضاد حيوى كما أن جهاز المناعة لا يستطيع القضاء على البكتريا إذا زاد عددها ومن هنا يحدث المرض .
في الآونة الأخيرة زادت المقاومة البكتيرية للمضادات الحيوية بسبب كثرة استخدامها والاستخدام العشوائي وعدم الالتزام بالجرعات المقررة وعند ظهور الميكروبات المقاومة للمضادات الحيوية في الحيوانات والبشر اصبحت هناك مخاوف تتعلق بالسلامة الغذائية مثل الآثار المتبقية من المضادات الحيوية في اللحوم و منتجات الدواجن .
ويصف العلماء الوضع حاليا بأنه سباق تسلح جديد وعالي و مستمر ,بين المضادات الحيوية وبين البكتريا ,فكلما ظهرت مضادات حيوية جديدة تقتل أشرس |أنواع البكتريا , قامت الأخيرة بتطوير نفسها عبر الطفرات الجينية لتكتسب مناعة جديدة تمكنها من مقاومة المضادات الحيوية ليبدأ العلماء من جديد في تطوير أنواع أقوى للمضادات الحيوية وهكذا فالوضع مستمر منذ أن اكتشف الإسكتلندي فلمنغ البنسلين لأول مرة عام 1928 .
أصبح هنالك اهتمام متزايد في إيجاد بدائل للمضادات الحيوية للوقاية من الأمراض و تعزيز النمو . فما هو البديل الآمن……….؟
البكتيريوفاج أو ملتهمات البكتريا
مؤخرا اطلقت منظمة الصحة العالمية العنان لأبحاث و استخدام البكتريوفاج بعد ظهور المقاومة البكتيرية للمضادات الحيوية وذلك كبديل للمضادات الحيوية التى فقدت تأثيرها فى الأعوام السابقة كما وافقت إدارة الغذاء والدواء (FDA) على إضافة البكتريوفاج مباشرة في الغذاء كإضافات غذائية للاستهلاك البشري .
يعتقد العلماء أن البكتريا قد لا تكون قادرة على تطوير مناعتها لتقاوم الهجوم الفيروسي عبر الأنواع المختلفة للبكتيريوفاج وبالتالي تتمكن هذه الفيروسات من إضعاف البكتريا ومقاومتها بما يسمح للمضادات الحيوية بأن تكون فعالة وتقضي على البكتريا تماما .
تاريخ أكتشاف البكتيريوفاج
كان الصيف حاراً في ميزون-لافيت Maisons-Laffite بضواحي باريس في يوليو من عام 1915 عندما كان الجنود يعانون من زحار نزفي حاد . وقتها أخذ فيليكس دوريل Felix d’Herelle عينات بكتيريا من هؤلاء المرضى و قام بزراعتها في أجار لمراقبة نموها. أثناءها ذلك لاحظ دوريل مناطق نظيفة تخلو من البكتيريا سُميت فيما بعد plaques اقترح دوريل أن هذه الظاهرة كانت نتيجة لفيروس غازي للبكتيريا و سمّاه ( بكتيريوفاج Bacteriophage ) « من bacteria الذي يتطفل عليها و Phagein يأكل أو يحلل »
كانت مساهمة دوريل بمثابة إعادة اكتشاف رسمية للبكتيريوفاج ، فتاريخ اكتشاف الفيروس الغازي للبكتيريا يمتد لنهايات القرن التاسع عاشر وهو الأمر المثير للجدل . في عام 1896 لاحظ البكتيريولوجيّ البريطاني إرنست هانكن Ernest Hankin ظاهرة موت بكتيري لبكتيريا Vibrio Cholera في مياه نهري الغانج وجومنا بالهند وعزى هذه الظاهرة ومحدودية انتشار الكوليرا إلى مادة مجهولة قام بعزلها. بعدها بعامين لاحظ البكتيريولوجيّ الروسي Gamaleya ظاهرة مماثلة أثناء تجاربه ببكتيريا Bacillus subtilis وغيرها من التجارب التي من المعتقد أنها كانت أولى خطواتنا في التعامل مع البكتيريوفاج. بعد عشرين عاماً أعاد البكتيريولوجي الإنجليزي فريدريك تورت Fredrick Twort فتح ملفات هذه التحقيقات بعد أن لاحظ الظاهرة وقدم اقتراحا، ضمن اقتراحات أخرى، أنه ربما يكون فيروسًا . لم يستمر بحث تورت لعدة أسباب من ضمنها مشاكله المالية . بعد اكتشافه، استخدم دوريل الفاج في علاج الزحار والذي يعد على الأرجح بمثابة أول استخدام للبكتيريوفاج علاجياً . تم إجراء التجارب في مستشفى الأطفال Hôpital des Enfants-Malades في باريس عام 1919 توقفت أعراض أول طفل في الثانية عشر من عمره بعد جرعٍة واحدة من البكتريوفاج المضاد للزحار الخاص بدوريل وفي خلال أيام كان الطفل معافى كليًا . و عندما تم إعطاء البكتريوفاج لمرضى آخرين بدأت علامات التحسن في الظهور في خلال 24 ساعة . لم يتم نشر هذه الدراسات بسرعة فكان أول تطبيق مسجل لعلاج الأمراض المعدية بواسطة البكتيريوفاج في عام 1921 بواسطة Richard Bruynogheو Maisin Joseph اللذان استعملا لعلاج مرض المكورات العنقودية الجلدي staphylococcal skin disease بحقن البكتيروفاج في مناطق التشوهات والذي أظهر تحسناً في غضون 24 إلى 48 ساعة . تلا ذلك سلسلة أخرى من التطبيقات الناجحة وبدأت بعض الشركات في تصنيع البكتيروفاج وتوزيعه لعلاج الأمراض المعدية ، وحفز ذلك المزيد من العلماء لمتابعة التجارب ومعرفة المزيد عن هذه الفيروسات لتوظيفها في محاربة البكتيريا.
ما هو البكتريوفاج ؟؟؟؟؟
االبكترويوفاج هو نوع من الفيروسات المفيدة لا تستطيع التكاثر بشكل مستقل , انما كطفيليات فقط فهي تتغذى على البكتريا و لا تنشط وهي خارج خلايا العائل , وليس لها آثار جانبية على الإنسان ، ولديها القدرة على قتل البكتريا والقضاء على المرض فى 20 دقيقة , علاوة ان ليس لها آثار جانبية والجهاز المناعي للكائن الحي لا يهاجمها ، مما تعد ثورة علمية فى علاج الأمراض خلال السنوات القادمة .
البكتريوفاج يتكون من منطقتين : رأس وذيل يحوي شويكات يلتصق بها على سطح الخلية البكتيرية عبر مستقبلات نوعية . البكتريوفاج يهاجم البكتيريا بشكل خاص , لذلك يمكن استعمالها كدواء ضد بكتيريا مسببة للامراض . كل بكتريوفاج يصيب بكتيريا من نوع معين , لذلك لن يضر بالبكتيريا ” الجيدة ” في جسم الحيوان ولا بخلايا جسم الانسان .
البكتيروفاج كعلاج :
هناك نموذجان للعلاج بالبكتيروفاج
الأول عبارة عن كوكتيل من البكتيروفاج يضمن مدًا واسعًا من التأثير ويضمن القضاء على أي مناعة تظهر على المدى القريب .
الثاني يتم عن طريق اختبار مجموعة كبيرة واسعة من الفيروسات المنفردة ضد بكتيريا معينة معزولة لتحديد البكتيروفاج الأكثر كفاءة في القضاء على هذه البكتيريا.
بعد العزل و اختيار البكتيروفاج تكون الخطوة الثانية هي تخصيب هذا البكتيروفاج و إكثاره.
تخدم هذه العملية فائدتان :
الفائدة الأولى : هي أن عملية التخصيب تتسبب فيما يشبه « الانتخاب الطبيعي » في المعمل مؤدية إلى تكاثر وانتشار البكتيروفاج ذو التأثير الأكثر قوة على البكتيريا.
الفائدة الثانية : أن هذه العملية تدفع نسل البكتيروفاج أن يكون أكثر قدرة على التكاثر والتطفل على البكتيريا مما يسمح بتجهيز مخزون من الفيروسات لتطبيقها على المرضى.
يتم بعد ذلك عملية التنقية بعد التخصيب، وذلك عن طريق التخلص من البقايا البكتيرية والخلايا الغير المتأثرة بواسطة الطرد المركزي العادي أو الفائق السرعة أو التصفية وقد يتم ترسيب البكتيروفاج أيضاً باستخدام البولي إيثايلين جلايكول.
مراحل تكاثر البكتريوفاج :
يدخل البكتيروفاج إلى الدورة الدموية للحيوانات بالمختبر بعد إعطائه فموياً خلال ( 2 إلى 4) ساعات ومنها إلى الأعضاء الداخلية (الكبد والطحال والكلى … إلخ) في خلال 10 ساعات وقد يبقى البكتريوفاج لفترات طويلة قد تصل إلى عدة أيام. عندما يصل البكتيروفاج إلى الخلية البكتيرية فإنه يقوم بالتضاعف بداخلها مسبباً تحلل البكتيريا وذلك عن طريق سيناريوهين يختلفان باختلاف الفاج إما Lytic أو Lysogenic كما توضح الصورة .
يلتصق البكتريوفاج بخلية عائل خاص به و يحدث التعرف عند الالتصاق بمستقبلات موجودة في الجهة الخارجية من غشاء خلية العائل وزلاليات خاصة موجودة في المنطقة الخارجية من علبة البكتريوفاج , بعد التصاق البكتريوفاج بالمستقبل فاءنه يدخل مادته الوراثية للخلية الحاضنة (العائل) (او يدخل البكتريوفاج بكاملة اذا كان من النوع الذي يهاجم نباتات او حيوانات ) .
بعد دخول المادة الوراثية ” تستعبد ” اليات انتاج الزلاليات والحوامض النووية في خلية العائل من اجل البكتريوفاج واحتياجاته حيث تقوم بانتاج عدد كبير من زلاليات العلبة والحوامض النووية . تنتظم العُلب والمادة الوراثية للبكتريوفاجات الجديدة ثم تخرج البكتريوفاجات الجديدة من خلية العائل وتعدي خلايا اخرى من نفس النوع . وهكذا دواليك ....
الصور التالية تصف تكاثر البكتيريوفاج ( فيروسات تهاجم البكتيريا )
ركزت البحوث فى الماضي القريب على تطبيق البكتريوفاج فى علاج الالتهابات المعوية وأمراض الجهاز التنفسي في الماشية و الدواجن والمنتجات الغذائية , وقد ثبت فى الدواجن ان البكتريوفاج تمتلك إمكانات للوقاية وعلاج الالتهابات البكتيرية والالتهابات التنفسية ومكافحة مسببات الأمراض البكتيرية مثل الكولاي والسالمونيلا و الكولستريديا والستافيلوكوكس كما انها تمنع مسببات الأمراض البكتيرية التي تنقلها الأغذية والأمراض الحيوانية المنشأ.
ما يميز هذه الفيروسات أيضا هو منطقة التحامها مع البكتريا حيث تكون في نفس الموضع الذي تقوم فيه البكتريا بضخ المضادات الحيوية إلى الخارج وهو ما يسبب تغيرات في تركيب الغشاء الخارجي مما يجعل آلية الضخ هذه لا تعمل بكفاءة مما يؤدي إلى تراكم المضاد الحيوي داخل البكتريا . يذكر أن إحدى أبرز آليات المقاومة تقوم بها البكتريا هي فتح قنوات في الغشاء الخارجي ثم تقوم بضخ المضاد الحيوي عبرها إلى الخارج مما يقلل كفائتها تجاه البكتريا .
فوائد استخدام البكتريوفاج :
- تدمير البكتيريا الممرضة : الخلايا البكتيرية المصابة بالبكتريوفاج لا يمكن أن تستعيد صلاحيتها ومصيرها يكون الموت، يسمى هذا التأثير Bactericidal, على النقيض فإن بعض المضادات الحيوية مثل Tetracyclineتعد Bacteriostatic أي تعمل على إيقاف نمو الخلية وتضاعفها مما قد يسمح للسلالة البكتيرية بتكوين مناعة .
- جرعة ذاتية : أثناء قضاء البكتريوفاج على الخلايا البكتيرية فإن أعدادها تتزايد تحديداً في المكان الذي توجد فيه هذه الخلايا، يسمى هذا Auto Dosing لأن البكتريوفاج بنفسه يشارك في زيادة جرعة أعداد البكتريوفاج في الأماكن ذات الكثافة البكتيرية الأعلى.
- غيرسام : لأن البكتريوفاج يتكون أساساً من بروتين وأحماض أمينية فهو في الأصل غير سام . غير أن تفاعل الجهاز المناعي مع البكتريوفاج قد يكون ضاراً بدوره . ومع ذلك فإن بعض جرعات البكتريوفاج تطلب تحضيراً عالي النقاوة لمنع الحساسية المفرطة للمكونات البكتيرية والتي قد توجد في النواتج التحليلية للبكتريوفاج الخام
لوحظ أن مثل هذه المواد ترتبط بطبيعة التحلل الخلوي أي أنها تكون مصاحبة للمضادات الحيوية التي تعمل على تكسير جدار الخلية أيضاً .
- صديق وغير مؤذي للفلورا : بسبب تحديدية البكتريوفاج ، فإنه يستهدف البكتيريا الضارة المحددة فقط ولا يؤثر على الفلورا العادية إلا بشكل طفيف . وعلى العكس من ذلك فإن المضادات الحيوية والتي تملك مدًا واسعًا تؤثرعليها وتجعل المريض عرضة للعداوى الإضافية.
- لا مخاوف من بكتيريا خارقة : يحد المدى الضيق الذي يعمل عليه البكتريوفاج من تطور مقاومة بكتيرية محددة لهذا البكتريوفاج .
- لا تتشكل مناعة ضد البكتيريوفاج : لأن البكتريوفاج يعمل على قتل البكتيريا بطرق تختلف عن تلك التي تعمل بها المضادات الحيوية، فإن المناعة المتطورة ضد المضادات الحيوية لا تعنى بالضرورة مناعة ضد البكتريوفاج.
في الحقيقة يمكن استخدام البكتريوفاج في علاج العدوى المنيعة للمضادات الحيوية مثل المكورات العنقودية و الكولستريديوم و السالمونيلا ......
- اكتشاف سريع : يتم اكتشاف البكتريوفاج المتطفلة على أنواع بكتيرية عديدة بسهولة، من الصرف والمخلفات التي تحتوي تركيزات بكتيرية عالية.
- امكانية وصفه بطرق مختلفة : يمكن تشكيل البكتريوفاج العلاجي بحرية في سوائل أو كريمات أو اضافات علفية…إلخ.
- يمكن إعطاء البكتريوفاج في كوكتيلات لضمان مدا أوسع أو خلطه بمضادات حيوية .
- إزالة البيوفيلم Biofilm: البيوفيلم هو مادة بين خلوية بوليميرية تكونها الأحياء الدقيقة يمكن لهذه المادة أن تكون أكثر مناعة للمضادات الحيوية مما توجد عليه الخلايا منفردة . أظهر البكتيريوفاج على النقيض قدرة على اختراق البيوفيلم.
- فوائد أخرى : يمكن استخدامه في جرعة واحدة , تقليل تكاليف العلاج بتقليل الجرعة , لا تأثير بيئي يذكر لإنه يتكون من بروتين وأحماض أمينية فحسب بالإضافة إلى مداه الضيق وإمكانية تثبيطه بسرعة , يمكن باستخدام البكتريوفاج إعطاء مساحة وحرية أكبر في استخدام المضادات الحيوية , البكتريوفاج هو منتج طبيعي .
عيوب استخدام البكتريوفاج :
- ليست جميع أنواع البكتريوفاج تصلح للعلاج : يجب على البكتريوفاج أن يمتلك القدرة على الوصول إلى البكتيريا المستهدفة وقتلها مع انخفاض قدرته على التأثير السلبي على البيئة الموجود بها, وما دامت البكتريوفاج محللة Lytic ومستقرة ومخزنة في ظروف التخزين النموذجية من ظروف ودرجة حرارة وخاضعة لدراسات الكفاءة والأمان ومدروسة جينياً للتأكد من خلوها من جينات غير مرغوبة مثل السموم، فإن مثل هذه الشروط تصبح سهلة التحقيق .
- المدى ضيق : يحد المدى الضيق للبكتيريوفاج من المعالجة الظنية Presumptive Treatment , و يمكن التغلب على ذلك بإعطاء البكتريوفاج في مزيج ( كوكتيل ) مما يزيد من المدى الذي يؤثر فيه , ولتوضيح ضيق المدى الذي يعمل عليه البكتريوفاج فإن كوكتيلًا من البكتريوفاج واسع المدى يكون أكثر تحديداً في النشاط من مضاد حيوي ضيق المدى.
نتائج البكتيريوفاج في الدواجن :
تظهر النتائج التالية استخدام البكتيريوفاج في الدواجن وتأثرها على الكولستريديوم والسالمونيلا في كوريا :
تم إجراء بعض التجارب على التطبيقات العملية للبكتيريوفاج في الدواجن في العالم وننقل لكم تجربة جامعة دانكوك Dankook University في كوريا عند استخدام البكتيريوفاج في البياض والتسمين
وأيضا أبحاث University Chung Ang أكدت فوائد استخدام البكتيريوفاج في مزارع الدواجن
البكتريوفاج يعيش أينما تواجدت البكتريا الضارة ، وكل فصيل من البكتريا لها البكتريوفاج الخاص بها الذى يتغذى عليها ثم يخرج مرة أخرى من الجسم بعد انتهاء غذائه من البكتريا الضارة . وتستخدم تطبيقات البكتريوفاج حاليا فى العديد من الدول المتقدمة فى مجال الأغذية للقضاء على البكتريا فى الأغذية والطيور . كما فى أمريكا وأنجلترا والهند بينما يستخدم كعلاج للانسان فى بعض الدول الاتحاد السوفيتي سابقا حيث توجد منتجاتها فى الصيدليات.
